СПОСОБ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫХ МХОВ Российский патент 2008 года по МПК G01W1/00 A01G15/00 

Описание патента на изобретение RU2321030C1

Изобретение относится к экологии, в частности к оценке содержания тяжелых металлов, таких как Cu, Ni, Co, Pb, Zn, в атмосферном воздухе по степени их накопления тканями листостебельных мхов, выполняющих функции живого поглотителя и сорбирующей поверхности.

Известно, что традиционным путем определения содержания тяжелых металлов и наличия других элементов в атмосфере является анализ воздушных фильтров (аспирационный метод) или анализ атмосферных осадков (седиментационный метод). (Ермакова Е.В., Фронтасьева М.В., Стейннес Э. Изучение атмосферных выпадений тяжелых металлов на территории Тульской области с помощью метода мхов-биомониторов // Экологическая химия. - 2004. - №13 (3). - с.167-180). Это требует использования передвижных и стационарных станций по отбору и анализу проб воздуха, включающих дорогостоящее и громоздкое оборудование, а также оценивает загрязнение атмосферного воздуха только в данной точке и в данный момент времени, что не дает полноценного представления о состоянии атмосферного воздуха. Предлагаемый метод направлен на устранение этих недостатков, в частности он позволяет оценивать загрязнение воздуха тяжелыми металлами за определенный период времени, а также проводить ретроспективный анализ.

Также известно, что для целей бриомониторинга обычно используются напочвенные виды мхов, например Pleurozium schreberi (Berg Т. and Steinnes E. (1997) Use of mosses (Hylocomium Splendens and Pleurozium Schreberi) as biomonitors of heavy metal deposition: From relative to absolute deposition values. Environment Pollution. 98, 61-71).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ биоиндикации радиоактивного атмосферного загрязнения путем использования сфагнового мха. Для этого из мхов, собранных на пунктах отбора, изготавливают пробы для экспонирования и для контрольных образцов. Пробы устанавливают по сети опробования, подвешивая на деревьях или на шестах на высоте 1,8 м от поверхности земли (Патент RU №2188441, G01W 1/00, 27.08.2002). Недостатком данного метода является ограниченная область его применения (только радиационный мониторинг).

По аналогии предлагается использование бриофитов для мониторинга тяжелых металлов в атмосферном воздухе.

Основной задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является обеспечение оптимальных условий существования живых организмов и, в частности, человека.

Поставленная задача достигается тем, что в способе оценки содержания тяжелых металлов в атмосферном воздухе, согласно которому в качестве биоиндикатора используют мох, выполняющий функции сорбирующей поверхности и живого поглотителя тяжелых металлов из атмосферы, отобранный на пунктах сбора площадью не менее 5×5 м не ближе 50 м от дороги, упакованный в полиэтиленовые мешки и транспортированный в лабораторию, где отобранный мох очищают от инородных включений, в отличие от прототипа в качестве биоиндикатора используют листостебельный мох вида Leskea polycarpa Hedw., отобранный, высушенный, подготовленный методом кислотной минерализации для анализа методом атомно-абсорбционной спектрометрии, на основании результатов этого анализа делают вывод о загрязненности атмосферного воздуха тяжелыми металлами (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) путем сравнения концентрации тяжелых металлов в пробах мхов, отобранных на исследуемой территории относительно проб мхов, отобранных на фоновой территории.

Относительно прототипа новым в способе является то, что в качестве биоиндикатора загрязнения воздуха тяжелыми металлами (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) используют древесные виды мхов, в частности листостебельный мох вида Leskea polycarpa Hedw, выполняющий функции сорбирующей поверхности и живого поглотителя тяжелых металлов из атмосферы.

Новым является и отбор проб. Он заключается в том, что при отборе проб мох отбирается с деревьев на высоте 1-1,5 м острым инструментом. Отобранные пробы собирают в полиэтиленовые пакеты с обязательным указанием даты и места сбора. В таком виде они доставляются в лабораторию.

Новым является и приготовление проб мхов к определению содержания в них тяжелых металлов, которое проводят следующим способом. Сначала пробы очищают от инородных включений, рассыпают на чистую бумагу и высушивают в течение 1 недели. Высушенные пробы собирают в бумажные пакеты с обязательным указанием даты и места сбора. Это позволяет хранить пробы мхов продолжительное время, при этом не оказывается влияния на содержание тяжелых металлов в пробах. Непосредственно перед анализом проводится пробоподготовка методом кислотной минерализации.

Пример конкретной реализации

Пробы листостебельного мха вида Leskea polycarpa Hedw. отбирают на пунктах сбора площадью не менее 5×5 м не ближе 50 м от дороги с деревьев на высоте 1-1,5 м острым инструментом. Отобранные пробы собирают в полиэтиленовые пакеты с обязательным указанием даты и места сбора и доставляют в лабораторию. Сначала пробы очищают от инородных включений, рассыпают на чистую бумагу и высушивают на открытом воздухе в течение 1 недели, упаковывают в бумажные пакеты, маркируют с указанием места и времени отбора. В таком виде пробы могут храниться продолжительное время, что позволяет использовать их для целей ретроспективного анализа. Для анализа берут навеску пробы мха массой не менее 2 г. Анализ содержания тяжелых металлов (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) в образцах мхов проводят методом атомно-абсорбционной спектрометрии с пламенной атомизацией с предварительной пробоподготовкой (Ермаченко Л.А. Атомно-абсорбционный спектральный анализ в санитарно-гигиенических исследованиях. - М.: Медицина, 1997. - 207 с.). Методом пробоподготовки является полная минерализация до состояния влажных солей с использованием концентрированных азотной, соляной, хлорной кислот и перекиси водорода медицинской. Выводы о загрязненности атмосферного воздуха указанными тяжелыми металлами делается на основании сравнения концентрации тяжелых металлов в пробах мхов, отобранных на исследуемой территории относительно проб мхов, отобранных на фоновой территории.

Таблица№ п/пКонцентрация, мг/кгCuNiСоPbZn161,1±40,3180±7944,4±19,513,9±9,2482±212273,6±48,6216±9520,8±9,228,6±18,9619±272328,6±18,920,9±13,82,92±1,9216,5±10,9255±112Фон10,6±7,013,0±8,61,26±0,837,83±5,1791,3±60,3

Как видно из таблицы, наибольшее содержание таких тяжелых металлов, как Cu, Ni, Pb, Zn содержится в пробах, отобранных в точке 2. Таким образом, атмосферный воздух относительно фоновой территории наиболее загрязнен Cu, Ni, Pb, Zn в точке 2.

Похожие патенты RU2321030C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И ДРУГИМИ ХИМИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ С ПОМОЩЬЮ ЭПИФИТНЫХ МХОВ 2011
  • Рыжакова Надежда Кирилловна
  • Рогова Наталья Сергеевна
  • Борисенко Алексей Леонидович
  • Меркулов Виктор Георгиевич
RU2463584C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ГРАВИТАЦИОННОГО ОСЕДАНИЯ ЧАСТИЦ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ 2013
  • Рыжакова Надежда Кирилловна
  • Покровская Елена Александровна
RU2569767C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ ЭПИФИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ ПРИ АЭРОТЕХНОГЕННОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ 2016
  • Анищенко Лидия Николаевна
  • Поцепай Светлана Николаевна
  • Семенова Юлия Григорьевна
RU2648758C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ДИФФУЗИИ ВЫБРОСОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ 2013
  • Рыжакова Надежда Кирилловна
  • Покровская Елена Александровна
RU2570392C2
Способ количественного определения алюминия, ванадия, вольфрама, железа, кадмия, кобальта, магния, марганца, меди, никеля, свинца, стронция, титана, хрома, цинка в атмосферном воздухе методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой 2016
  • Зайцева Нина Владимировна
  • Уланова Татьяна Сергеевна
  • Вейхман Галина Ахметовна
  • Стенно Елена Вячеславовна
  • Гилева Ольга Владимировна
  • Недошитова Анна Владимировна
  • Баканина Марина Александровна
RU2627854C1
СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ПО ВЫСШИМ РАСТЕНИЯМ 2020
  • Нафикова Эльвира Валериковна
  • Елизарьев Алексей Николаевич
  • Красногорская Наталия Николаевна
  • Александров Дмитрий Валерьевич
  • Дорош Инна Васильевна
RU2736935C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИТОТОКСИЧНОСТИ ПОЧВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОИНДИКАТОРА 2013
  • Анищенко Лидия Николаевна
  • Поцепай Юлия Григорьевна
RU2540580C2
СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЧЕЛОВОДСТВА 2010
  • Билалов Фарид Сабирович
  • Скребнева Людмила Анатольевна
RU2428716C1
СПОСОБ МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД ТЕХНОГЕННЫМ ИСТОЧНИКОМ 2012
  • Девятова Анна Юрьевна
  • Рапута Владимир Федотович
RU2532365C2
СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОДНОЙ СРЕДЫ ПО СОДЕРЖАНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 2015
  • Левченко Елена Владимировна
RU2589896C1

Реферат патента 2008 года СПОСОБ ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ С ПОМОЩЬЮ ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫХ МХОВ

Использование относится к биотехнологии и может быть использовано при мониторинге качества атмосферного воздуха методом биоиндикации. Способ предусматривает отбор проб листостебельного мха вида Leskea polycarpa Hedw на пунктах сбора площадью не менее 5х5 м не ближе 50 м от дороги. Отобранный мох очищают от инородных включений, высушивают и подготавливают к анализу методом кислотной минерализации. Проводят анализ содержания тяжелых металлов в образцах мха методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На основании результатов этого анализа делают вывод о загрязненности атмосферного воздуха тяжелыми металлами (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) путем сравнения воздуха тяжелыми металлами (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) путем сравнения концентрации тяжелых металлов в пробах мхов, отобранных на исследуемой территории относительно проб мхов, отобранных на фоновой территории. Изобретение позволяет расширить область применения. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 321 030 C1

Способ оценки содержания тяжелых металлов в атмосферном воздухе, согласно которому в качестве биоиндикатора используют мох, выполняющий функции сорбирующей поверхности и живого поглотителя тяжелых металлов из атмосферы, отобранный на пунктах сбора площадью не менее 5×5 м не ближе 50 м от дороги, упакованный в полиэтиленовые мешки и транспортированный в лабораторию, где отобранный мох очищают от инородных включений, отличающийся тем, что в качестве биоиндикатора используют листостебельный мох вида Leskea polycarpa Hedw., отобранный, высушенный, подготовленный методом кислотной минерализации для анализа методом атомно-абсорбционной спектрометрии, на основании результатов этого анализа делают вывод о загрязненности атмосферного воздуха тяжелыми металлами (Cu, Ni, Co, Pb, Zn) путем сравнения концентрации тяжелых металлов в пробах мхов, отобранных на исследуемой территории относительно проб мхов, отобранных на фоновой территории.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2321030C1

СПОСОБ ОТБОРА И ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПРОБ ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ЭКОСИСТЕМ ПРИ БИОИНДИКАЦИИ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА 1999
  • Маркелов А.В.
  • Минеева Н.Я.
  • Соболев И.А.
  • Дмитриев С.А.
RU2188441C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ ГОРОДСКИХ И ПРИЛЕГАЮЩИХ К НИМ ТЕРРИТОРИЙ МЕТОДОМ ФИТОИНДИКАЦИИ 2002
  • Неверова О.А.
  • Быков А.А.
RU2213361C1
СПОСОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ 2004
  • Тютиков С.Ф.
  • Ермаков В.В.
RU2266537C2
СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ НИКЕЛЕМ, МЕДЬЮ, ЦИНКОМ И СВИНЦОМ 1992
  • Разенкова Н.И.
  • Коган Б.С.
  • Филиппова Т.В.
  • Шарапова Е.Н.
RU2029321C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ АТМОСФЕРНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЛИШАЙНИКОВ 2004
  • Красногорская Н.Н.
  • Цвиленева Н.Ю.
  • Миннуллина Г.Р.
  • Журавлёва С.Е.
RU2260934C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ГРУППЫ ЖЕЛЕЗА (ЖЕЛЕЗО, КОБАЛЬТ, НИКЕЛЬ) 1998
  • Язиков Е.Г.
  • Миков О.А.
RU2133487C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ И ЗАГРЯЗНЕННОСТИ АТМОСФЕРЫ 0
SU286345A1

RU 2 321 030 C1

Авторы

Красногорская Наталия Николаевна

Вдовина Ирина Валерьевна

Баишева Эльвира Закирьяновна

Минуллина Гульназ Раисовна

Даты

2008-03-27Публикация

2006-06-19Подача